Марсианское сельское хозяйство

Совершенно недавно в мир вышло новое фантастическое произведение кинематографа «Марсианин» режиссера Ридли Скотта. В нем был эпизод, в котором главному герою пришлось выращивать себе пищу на Марсе — абсолютно непригодной для земной сельскохозяйственной деятельности планете. У него практически все получилось, из-за чего многие, кто просмотрел данный фильм, серьезно задумались о предстоящей колонизации Марса. В данной статье мы попробуем разобраться, возможно ли выращивать овощи на «красной планете» на сегодняшний день с научной точки зрения.

Следует сказать сразу, что вырастить картошку на Марсе, удобряя ее фекалиями и поливая мочой, как это делал главный персонаж фильма, невозможно. Такое концентрированное удобрение погубит любое растение. Более того, получившийся урожай, если он вырастет, в пищу употреблять не получится, так как он будет токсичным.

Если подойти к вышеописанному вопросу с точки зрения науки, то воду на «красной планете» для выращивания растений можно добывать более безопасно. Палеонтологи считают, что внутри марсианских лавовых трубок (поверхностных пещер) действительно может быть вода в жидком либо замерзшем состоянии, причем не такая ядовитая, как на поверхности. Вода, которая в прошлом текла по Марсу, была насыщена перхлоратами, которые являются ядовитыми в больших дозах для растений. Чтобы попасть в поверхностные пещеры, жидкость должна была просочиться сквозь грунт, который служит природным фильтром. В нем перхлораты частично оседают, делая воду более безопасной.

Может ли Марс стать плодородным

Используя данные со всемирно известного марсохода, компания НАСА создала аналог марсианского грунта для определенных исследований. Группа ученых во главе с экологом из Голландии В. Вамелинком частично выкупила вышеописанный грунт. В полученные образцы исследователи поместили семена различных растений. В списке испытуемых присутствовали обычные помидоры, салат, горчица и многое другое.

После образцы поливали деминерализованной жидкостью, подобной той, которую можно получить из марсианских лавовых трубок. Результаты эксперимента поразили ученых: большинство растений прекрасно взошли, правда, немного припоздали. После этого растения в имитированном марсианском грунте прекрасно себя чувствовали, дали урожай и даже семена. Поэтому, можно сказать, что сюжет фильма «Марсианин» вполне возможно повторить в реальной жизни.

Следует сказать, что кроме марсианской почвы, группа исследователей использовала имитацию лунной почвы. Так вот, в марсианском грунте растения росли гораздо лучше и быстрее, чем в лунном.

Еще один поразительный факт –грунт земного происхождения занял второе место. Таким образом, марсианская «земля» обошла даже нашу родную. Исследователи отметили, что в реальной жизни в марсианскую почву пришлось бы вносить некоторые удобрения, но она все-таки может считаться пригодной для выращивания земных растительных культур.

При эксперименте растения выращивались хоть и в различных грунтах, но в одинаковых «земных» условиях. Температура в помещении со всходами была стандартной для нашей планеты в урожайные сезоны — примерно +20 градусов. Атмосфера также была земной. Организатор эксперимента предполагает, что для выращивания растительности на Марсе необходимы изолированные помещения, в которых будут создаваться аналогичные условия, что вполне реально в современное время. Растения на Марсе придется подсвечивать специальными лампами, похожими на те, которые используют любители комнатных растений зимой.

Можно ли распространить растительность по Марсу за пределы специальных помещений-парников

Недавно исследователь И. Маск шутливо предложил зажечь над полюсами «красной планеты» два пульсирующих искусственно созданных «солнца», которыми могут стать произведенные на Земле термоядерные бомбы. Они бы растопили замерзший углекислый газ, который необходим растениям. К сожалению, реализовать такую идею пока невозможно. Дело в том, что на полярных территориях Марса на сегодняшний день имеется не менее 20 тыс. километров кубических сухого льда. Чтобы его растопить, необходимо подогнать к планете огромные термоядерные бомбы, что невозможно.

Самой мощной термоядерной бомбой, которую когда-либо создал человек, являлась «Кузькина мать». Даже она при взрыве сможет растопить всего четверть кубического км. вышесказанного газа.

Чтобы доставить к «красной планете» достаточное количество таких бомб, как вышесказанная, понадобится сверхгрузоподъемный аппарат. Созданием подобного аппарата занимается ныне тот же самый Маск для насовского проекта «Mars Colonial Transporter».

Но и его аппарат не сможет перенести к планете более ста тонн за один раз. К слову, 100 тонн — это приблизительный вес всего четырех ракет типа «Кузькина мать». В общей сложности, аппарату Маска придется совершить около 10 тыс. рейсов чтобы доставить на «красную планету» необходимое количество бомб, а это нецелесообразно, долго и дорого. Поэтому создать на Марсе пригодные для распространения растительности условия в скором времени практически невозможно.

Анаэробные бактерии могут стать будущими обитателями Марса

В 2015 году, летом специалист в области микробиологии Ребекка Микол произвела интересный эксперимент: взяла анаэробных бактерий и поместила их искусственно созданные марсианские условия (поместила в аппарат с давлением 0,006 нашего земного). Оказалось, что все микроорганизмы спокойно перенесли такие условия, и даже не утратили свои способности вырабатывать метан. Одним из видов бактерий, которые использовала Ребекка, являлся «Methanosarcina barkeri», ранее доказавший, что ему не страшны различные губительные факторы: температурное колебание, высокое содержание перхлоратов, ядовитые микроэлементы, которыми питаются бактерии и так далее.

«Methanosarcina barkeri» и другие подобные бактерии способны вырабатывать не только метан, но и углекислый газ. Кроме этого, следует отметить, что данные газы являются парниковыми, а значит, способными повышать температуру на планете. К сожалению, большинство из таких бактерий нуждаются в водороде, которого на «красной планете» крайне мало, поэтому с их помощью устранить все марсианские проблемы не удастся.

К слову, на Марсе недавно обнаружили несколько территорий, где имеется подозрительно большое количество углекислого газа и даже метан. Ученые считают, что там уже имеются подобные «Methanosarcina barkeri» бактерии внеземного происхождения.

Марс пригодный для сельского хозяйства

Агентство аэрокосмического типа из Германии в 2012-2013 году произвело сенсационное открытие. Его сотрудники выяснили, что определенный вид лишайника, который называют «ксанторией», прекрасно себя чувствует в низкоширотных (+25 до -50 градусов по Цельсию) условиях «красной планеты». Вышесказанный лишайник поместили в искусственно созданные марсианские условия на месяц, после чего изъяли и изучили. Оказалось, что он не только выжил в столь неблагоприятной обстановке, но и продолжал совершать фотосинтез, причем при температуре не выше 0 по Цельсию. Таким образом, растения, подобные «ксантории», могут существовать на «красной планете» уже сейчас, если их туда отправить.

Чтобы проверить вышеописанное, НАСА планирует в ближайшем будущем осуществить проект «Mars Ecopoiesis Test Bed»: отправить на Марс небольшой контейнер с прозрачной крышкой, внутри которого будут находиться экстремофильные водоросли и цианобактерии.

После того, как аппарат с контейнером достигнет Марса, ему необходимо будет установить контейнер таким образом, чтобы в него попала марсианская почва. Установить контейнер необходимо в тех районах, где периодически протекает соленая марсианская жидкость. Дно контейнера будет пропускать внутрь жидкую воду, которую будут использовать вышеперечисленные организмы.

В дальнейшем, если этот эксперимент увенчается успехом, специалисты НАСА планируют создать большие аналогичные контейнеры и доставить их на Марс. Возможно, внутри них когда-то образуется кислород, который потом смогут использовать астронавты-колонизаторы.